Puedes aprender mucho de un muñeco (cargar)

Jul 25, 2023

Si trabaja en circuitos de RF, incluso si no es un radioaficionado, debe tener una carga ficticia. Una carga ficticia es una “antena” no radiativa con impedancia conocida que puede utilizar para probar su circuito de RF sin radiación. Para trabajar con radio, generalmente solo necesita una resistencia de 50 ohmios que no sea inductiva (al menos en las frecuencias que le interesan) y que pueda disipar la cantidad de energía que espera que maneje (al menos por un corto tiempo). tiempo). [VO1PWF] quería una carga ficticia y construyó la suya propia. La Cantenna (no del tipo Pringle; ver a la derecha) era un diseño de carga ficticia famoso cuando Heathkit estaba en el negocio. Era una sola varilla de carbono sumergida en una lata de pintura llena de aceite de transformador (que ahora sabemos que estaba llena de PCB peligrosos; y no nos referimos a placas de circuito impreso). El diseño de [VO1PWF] es un poco más práctico y utiliza algunas resistencias en paralelo (20 resistencias de 1 K), una carcasa de tubería de plástico y aceite mineral para mantenerlo todo fresco.

El motivo de las resistencias en paralelo es maximizar la capacidad de manejo de potencia. Las resistencias son unidades de 3 W, por lo que la carga ficticia, en teoría, puede manejar 60 vatios. A menudo, las resistencias de alta potencia están enrolladas y, por lo tanto, tienen una buena cantidad de inductancia parásita que hace que la carga ficticia sea reactiva (no es bueno ya que eso hace que la impedancia de la carga varíe según la frecuencia). Fabrican resistencias bobinadas de alambre no inductivas, pero no son realmente no inductivas. El cable se enrolla en dos direcciones diferentes, por lo que la inductancia tiende a cancelarse. No confiaríamos en que fueran una resistencia pura en un diseño de carga ficticia de alta potencia.

Sin embargo, notamos tres cosas sobre el proyecto. Habríamos igualado las resistencias, ya que incluso una pequeña diferencia en el valor (o incluso una pequeña diferencia en las uniones de soldadura) hará que la resistencia de menor valor tome mucha más corriente que las demás. Por ejemplo, si todas las resistencias fueran en realidad de 1K excepto una que fuera un 5% baja (950 ohmios), la resistencia baja disipará casi 3,15 vatios.

La situación empeora si el resto fuera un 5% alto, y esta es una situación típica ya que muchos fabricantes clasifican valores precisos para tolerancias más altas; en un lote de resistencias del 5%, es probable que ninguna esté dentro del 1% del valor nominal porque, si lo estuvieran, se habrían marcado como resistencias del 1%. Aumente la extensión (con resistencias del 10%, por ejemplo) y empeorará aún más. En la práctica, probablemente querrás reducir la potencia de las resistencias para que, por diseño, se mantengan muy por debajo de su potencia máxima de diseño para que el circuito sea más indulgente con la tolerancia y las diferencias en el cableado. Además, durante períodos cortos, no es que las resistencias exploten si exceden ligeramente sus potencias nominales. Sin embargo, probablemente no sea aconsejable intentar utilizar los 60 W completos en esta carga durante un período de tiempo prolongado.

El trabajo de soldadura fue limpio y bastante corto. Esa es la segunda cosa que notamos: sobre una Cantenna, el cableado agregará reactancia parásita y hará que la carga ficticia sea menos útil en algunas frecuencias altas. Sería interesante saber dónde está esa frecuencia. El cable del bus es bastante grueso, pero usar algo aún más grande (como el material de PCB en el video a continuación) podría aumentar la frecuencia útil.

Lo último que nos preguntamos fue el uso de ABS para el caso. Incluso con una Cantenna, hay historias famosas sobre operadores que trabajan en DX (larga distancia) mientras están accidentalmente enganchados a una carga ficticia y, aun así, logran pasar. Y la Cantenna estaba en una caja de metal. Esperamos que una carga ficticia de PVC irradie mucho más. Y si bien esto sigue siendo mejor que usar una antena, y eléctricamente esto no es un problema, nos encantaría ver algunas mediciones de prueba de la potencia radiada.

Vemos bastantes cargas ficticias que son cargas programables para controladores LED, por ejemplo. Sin embargo, no vemos muchas cargas no inductivas de alta potencia adecuadas para usar con una radio. El siguiente video muestra un diseño similar con una lata de metal y barras colectoras más gruesas que se acerca más al antiguo diseño de Heathkit, aunque todavía usa múltiples resistencias.

Foto de la cantina: Por [Gerry Ashton]. CC-BY-SA-3.0 vía Wikimedia Commons